三频光子带隙陶瓷阿基米德螺旋天线设计

针对宽带射频识别系统和3G系统的要求,将阿基米德螺旋结构、陶瓷介质基板和光子带隙结构相结合,设计了一款三频光子带隙陶瓷阿基米德螺旋天线。仿真和实测结果显示,该款天线具有小尺寸、大工作带宽、良好的回波损耗性能和全向辐射特性。该款天线能够同时覆盖射频识别系统的868～870 MHz,902～928 MHz,2.400 0～2.483 5GHz频段和3G系统的1.710～1.785GHz频段,实现射频识别系统和3G系统移动终端的兼容。     

一种THz频段高效光子晶体微带天线分析

对一款THz频段矩形微带贴片天线进行理论分析与设计,采用光子晶体带隙结构介质,通过对空气孔半径、孔距和微带线宽度的扫频分析,微带天线获得最佳传输性能。仿真结果显示天线的回波损耗从-19.45 dB降至-41 dB,驻波比(VSWR≤2)阻带带宽从3%增加至4.1%,最大增益天线辐射方向达到8.8 dB。仿真结果表明:光子晶体带隙结构能有效提高天线的传输效能。     

Analysis of THz Wave High Efficiency Photonic Crystals Microstrip Antenna

对一款THz频段矩形微带贴片天线进行理论分析与设计,采用光子晶体带隙结构介质,通过对空气孔半径、孔距和微带线宽度的扫频分析,微带天线获得最佳传输性能.仿真结果显示天线的回波损耗从- 19.45 dB降至-41 dB,驻波比(VSWR≤2)阻带带宽从3％增加至4.1％,最大增益天线辐射方向达到8.8dB.仿真结果表明:光子晶体带隙结构能有效提高天线的传输效能.     

高阻抗表面型PBG结构贴片天线的设计

将高阻抗表面型光子带隙材料用于微带贴片天线的设计,利用其频率带隙抑制天线中激励的表面波.求解辐射方向图,并与常规微带贴片天线相比较,证实了在表面波的影响比较显著的情况下,光子带隙材料的引入可以有效地抑制表面波的传播,从而改善原有天线的性能.仿真结果表明:PBG天线的增益比原贴片天线提高了约0.53 dB.     

一种宽频带高稳定相位中心导航天线的设计

设计了一款基于阿基米德螺旋天线的宽频带高稳定相位中心导航天线.采用阿基米德螺旋天线结构实现了宽带驻波带宽和轴比带宽,结合三维扼流环结构改善了天线相位稳定度和多径抑制能力.通过有限元电磁仿真软件建立了仿真模型和完成了参数优化设计,所设计的宽带高稳定相位中心导航天线的指标达到:在GPS、北斗、GLONASS和Galileo卫星导航系统的所有工作频点上,输入端口驻波比均小于1.45;在俯仰角-60°~60°主波束范围内轴比小于3 dB,相位稳定度在-2.5°~2.5°,方向图增益均在5 dB以上.相比于未加载扼流环,所设计天线的增益前后比改善2~6 dB（仰角60°和仰角120°对应增益差值）.该研究表明,结合了三维扼流环结构的阿基米德螺旋天线综合性能优异,适于设计宽频带高稳定相位中心天线.     

一种宽频带导航天线的研究与设计

研究并设计了一款基于阿基米德螺旋天线的宽频带(覆盖GPS,BeiDou 和GLONASS 卫星导航系统的所有工作频点,即1.1 -1.7 GHz)高稳定相位中心导航天线。以带有反射腔的阿基米德螺旋天线为基础,结合三维扼流环抑制多径效应的性能,通过加载扼流环,并经有限元电磁仿真软件的参数优化设计,很大程度上改善了整个频带内天线在特定俯仰角范围内的相位稳定度。所设计的宽频带高稳定相位中心导航天线的指标达到:在GPS,BeiDou 和GLONASS 卫星导航系统的所有工作频点上,输入端口驻波比小于1.5;在俯仰角为-60°-60°的范围内,方向图轴比小于2 dB,相位稳定度在-2.7°-2.7°;同时由于扼流环的加载,天线的抗多径性能也得到了改善。研究表明,加载了三维扼流环的阿基米德螺旋天线综合性能优异,适合作为宽频带高稳定相位中心导航天线。     

基于高阻抗表面的螺旋天线设计

利用高阻抗表面的同相反射特性,将其加载到阿基米德螺旋天线背腔的边缘区域,从而改善了天线增益,实现低剖面设计。仿真结果显示,与传统背腔式螺旋天线相比,增益稳定性显著提高。在3¹2 GHz的工作频段内,驻波比小于2,阻抗匹配良好,辐射方向图保持稳定。在约7.8 GHz的频带宽度内轴比小于3 dB,实现了较好的圆极化性能。     

新型光子带隙微带贴片天线

提出一种新型光子带隙(PBG)结构微带贴片天线。在同轴线馈电型微带贴片天线的接地板上蚀刻出新颖PBG结构,通过数值仿真得到有效提高增益的结构。实际制作了PBG结构微带天线,并实测了天线特性参数。数值结果和实验结果进行了比较,取得了较为一致的结果.实测天线增益达8.8dB,比无PBG时提高约3dB,验证了该PBG结构的有效性。     

关于宽带强方向性螺旋天线的研究

以螺旋天线宽频带特性为基础,利用阿基米德螺旋天线原理,对圆锥形螺旋天线进行改进,设计出一种新型宽频带强方向性螺旋天线。本文对该天线进行了理论分析,并利用Feko软件仿真验证,证明了其有效性和可实现性。     

一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线

提出了一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线结构--正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线.在阿基米德螺旋线中加入正弦波可以在螺旋线半径一定的情况下更好地延长天线臂的电长度,提高天线的小型化程度,并有助于保持传统阿基米德螺旋天线优良的辐射特性.仿真和测量结果表明:在2 GHz～10 GHz的频率范围内,与传统的阿基米德螺旋天线相比,正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线口径面积减少了47%.     

一种小型化宽带螺旋天线的数值分析与实验

提出了一种始端为等角螺旋线、终端为阿基米德螺旋线的复合式小型化螺旋天线,改善了等角螺旋天线的低频特性,克服了阿基米德螺旋天线臂长带来的传输损耗大、效率低的缺点;并设计了一种适合单向辐射的微带线--平行双线宽频带巴伦.计算与测试结果表明:该天线的低频端阻抗特性优于相同尺寸的等角螺旋天线和阿基米德螺旋线天线,具有较好的方向图特性和圆极化特性.     

新型低剖面阿基米德螺旋天线设计

设计了一款低输入阻抗的阿基米德螺旋天线。在传统阿基米德螺旋天线的始端加入宽度一定的指数螺蜷线,天线的输入阻抗得到降低,从而放松了对指数渐变微带线馈电巴仑的长度要求。该天线的输入阻抗为75Ω,这使得指数渐变微带巴仑的长度仅为22.5mm即可充分满足天线在2～10GHz频率范围内的馈电要求。天线采用深度为22.5mm(约为最大工作波长的15%)的反射背腔,测试结果表明:在2～10GHz的频率范围内,天线驻波比小于2.5,天线主辐射方向上的轴比小于4dB,方向图对称性良好。     

室内蜂窝用曲折臂阿基米德缝隙螺旋天线设计

文中设计了一种用于室内蜂窝通信的正弦波曲折臂阿基米德缝隙螺旋天线。在阿基米德螺旋线中加入正弦波可以在螺旋线半径一定的情况下更好的延长天线臂的电长度,提高天线的小型化程度,并有助于保持传统阿基米德缝隙螺旋天线优良的辐射特性。仿真和测量结果表明:在0.4GHz～2.5GHz的频率范围内,与传统的阿基米德缝隙螺旋天线相比,文中设计天线口径面积减少了62.3%。     

新型光子带隙宽带双极化微带天线设计

设计了一种基于光子带隙（PBG）高阻表面的宽带双极化微带天线。将PBG高阻表面地板应用到设计的缝隙耦合微带天线上,实现了C波段阻抗带宽为22%（VSWR<2）的宽带双极化天线单元。仿真结果表明,与加金属地板的情况相比较,设计得到的PBG高阻表面在减缩剖面的同时,改善了天线的阻抗带宽、增益、端口隔离度和交叉极化,其中端口隔离度最大可以提高约8dB、轴向交叉极化可以提高约4dB。     

The Numerical Simulation of the Broadband Spiral Antenna Design Based on Hybrid Backed-Cavity

In the paper, the hybrid backed-cavity with EBG (Electromagnetic Band-Gap) structure and PEC (Perfect Electronic Conductor) is proposed for Archimedean spiral antenna, which can make the spiral antenna work over the 10:1 bandwidth, without the loss introduced by absorbing materials. Based on the AMC characteristic (Artificial Magnetic Conductor), the EBG is placed in the outer region of backed-cavity to improve the blind spot gain in the low frequency. The PEC at the center of the structure is used to obtain high gain at high frequency. The better antenna performances are achieved in the low profile spiral antenna. A typical spiral antenna with hybrid backed cavity is numerically studied. The novel spiral antenna design with hybrid backed cavity is validated by simulated results.     

A spiral antenna backed by a conducting plane reflector

An Archimedean planar spiral antenna is numerically analyzed in the presence of a conducting plane reflector. The analysis shows that the spiral antenna backed by the plane reflector has two distinct regions in the current distribution, which explain the radiation of a circularly polarized wave for the outer circumferenceCranging over about1.3 lambda < C < 1.5 lambdaandC > 2.9 lambda, wherelambdais a free-space wavelength. Further consideration is given to a truncated spiral antenna whose outer circumference is on the order of1.4 lambda. The truncated spiral antenna maintains a decaying current distribution and radiates a circularly polarized wave over a 1:1.2 frequency bandwidth. It is also demonstrated that a power gain on the order of 8.5 dB is realized over the same frequency range.     

Low profile spiral antenna with PBG substrate

A novel spiral antenna backed on photonic bandgap (PBG) material is presented. It consists of a spiral radiator, a PBG substrate and a feed network; and exhibits a wider frequency bandwidth, larger ratio of front-to-back radiation level, and higher gain than a traditional spiral antenna with λ/4 spaced ground plate     

Analysis and measurement of a broadband spiral antenna

A broadband spiral antenna (2 to 18 GHz) is modeled using the FDTD method. The inner turn of the antenna is an Archimedean spiral, while the outer turn is an Archimedean spiral with a zigzag shape. The current-density distribution along the spiral arms is first presented in the time domain, interestingly manifesting the impulse current propagation from the feed point to the outer end of the spiral arms. The performance of the broadband spiral antenna is also measured in an anechoic chamber. The simulated and measured results showed the sensitivity of the axial ratio and radiation pattern to the current distribution. The simulated linear gain, radiation patterns, and axial ratios agree well with the measured data over all of the frequency range from 2 to 18 GHz.